|
 |
|
Kolika je konc. NaOH koji nastaje jednostavnom elektrolizom kuhinjske soli? Baterije od 4.5 V
|
|
Ime i prezime:
Tia Lalić
princessunicorn4@gmail.com
|
 |
 |
Zanimljivog li pitanja!
Elektrolizom kuhinjske soli, ako ju uspiješ rastaliti, dobit ćeš natrij i klor. Ako želiš dobiti natrijevu lužinu, morat ćeš elektrolizirati vodenu otopinu kuhinjske soli. Baterije od 4,5 V sasvim su prikladne za taj posao, ali moglo bi se dogoditi da se potroše prije nego što budeš gotova s elektrolizom. K tomu, ako želiš čistu natrijevu lužinu, moraš imati i elektrode koje neće reagirati (npr. željezo i bakar odmah otpadaju), a k tomu i paziti da ti klor ne dođe blizu katode jer ćeš inače dobiti varikinu.
Što se tiče samog pitanja, ono je krasno iz teorijske perspektive jer uključuje dosta izvođenja i još više pretpostavki. Krenut ću ipak prvo od jednadžbe reakcije:
2 NaCl + 2 H2O → 2 NaOH + Cl2 + H2
Iz nje je očito da se elektrolizom vodene otopine ne troši samo natrijev klorid, nego i voda. To je glavni razlog zašto sam pitanje nazvao zanimljivim. Da se voda ne troši, koncentracija dobivene lužine bila bi jednaka koncentraciji natrijevog klorida. No, kako se voda troši, to će konačna koncentracija biti nešto veća. Koliko, može se uz malo truda izračunati. Naravno, uz određene pretpostavke.
Da bi račun imao smisla, moramo pretpostaviti da se radilo s čistom vodom i čistim natrijevim kloridom, da su elektrode bile inertne, da voda nije hlapjela za vrijeme elektrolize i, konačno, da je elektroliza prekinuta točno u času kad su se zadnji kloridni anioni oslobodili po jednog elektrona i spojili u molekule klora (dalje bi slijedila elektroliza vode).
Sa svime time na umu može se doći do iduće formule:
w(NaOH) = c(NaCl)∙M(NaOH)/(ρ(ot. NaCl) − c(NaCl)∙(M(NaCl) + M(H2O) − M(NaOH)))
nakon koje će trebati i ova:
c(NaOH) = w(NaOH)∙ρ(ot. NaOH)/M(NaOH)
U obje se formule kao nalaze gustoće otopina, što znači da će ti za rješavanje problema trebati dodatne informacije, konkretno tablice s podacima o gustoćama raznih otopina (natrijevog klorida i natrijevog hidroksida). Gustoću otopine natrijevog klorida ne bi trebalo biti problem naći npr. u Kolbahovom Priručniku za kemičare, dok ćeš za natrijevu lužinu prvo morati izračunati maseni udio dobivene otopine, a onda u tablici potražiti kakva je gustoća takve otopine. Ako se ne varam, u tablici će uz maseni udio stajati i koncentracija otopine (za određeni maseni udio), tako da ti druga formula i nije potrebna.
Sâm izvod požnjeo mi je stranicu male bilježnice, tako da ga ostavljam za vježbu zainteresiranima. Ne znam jesu li ti poznati pojmovi množine i množinske koncentracije (ako si stvarno još u osnovnoj školi), a ako te zanimaju, upiši u tražilicu "množin" pa ćeš naći dosta tekstova koji se njima bave. Formula bi se dala pretvoriti i u onu za masenu koncentraciju, dok je varijanta s masenim udjelima daleko jednostavnija za račun i k tomu ne traži tabličnih podataka. Međutim, pitanje se odnosilo na koncentraciju pa sam se toga i držao.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
i.cvrtila@rug.nl
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
